中國儲能網(wǎng)訊：隨著300Ah+大容量電芯的迭代，各個主流集成廠家紛紛發(fā)布基于迭代大容量電芯的5MWh+儲能電池艙，例如寧德時代、中車株洲所、科華數(shù)能、正泰電源、雙一力、瑞浦蘭鈞等廠家，預(yù)計明年起將會逐步取代現(xiàn)有的集成產(chǎn)品，成為新能源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)共享中大型儲能電站的首選技術(shù)路線。
5MWh+電池艙一般基于20呎的艙體進行集成，對開門設(shè)計。電池采用305Ah、314Ah、315Ah、320Ah等大容量電芯，集中式拓撲結(jié)構(gòu)，液冷熱管理方式，整艙共12個電池簇，電池簇直流側(cè)并聯(lián)后接入PCS直流側(cè)，單艙能量可達到5MWh以上。
相對現(xiàn)有主流廠家的20呎液冷電池艙，一般采用280Ah電芯，每個電池艙安裝8~10個電池簇，單艙能量在3MWh-3.7MWh左右。
以寧德時代“Ener系列”為例，單艙能量由現(xiàn)有的3.354MWh提升到了5.016MWh，能量密度提升約50%，可有效節(jié)省占地面積，降低儲能電站的綜合投資成本、站用電損耗以及施工費用。
提升電池和電池艙能量密度是儲能設(shè)備通過技術(shù)手段進行降本的主要途徑之一，折算成40呎的電池艙為例，電池艙從2018年左右單艙2.5MWh到10MWh以上，儲能電池艙的能量密度提升了4倍左右，直流側(cè)設(shè)備成本也由2元/Wh左右降低到目前的0.8元/Wh左右。
此外 PCS功率單元也將同步迭代升級，目前，主流PCS廠家普遍采用1725kW、1500kW等額定容量的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。為匹配5MWh+電池艙的應(yīng)用，未來PCS廠家預(yù)計將單機2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器使用，從而提升整站的功率密度。
隨著5MWh+集成產(chǎn)品的推出，由于其在降本增效上的凸出優(yōu)勢，特別是在當前低價中標的背景下優(yōu)勢明顯，但隨著功率和能量密度的提高，對集成技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)，行業(yè)需重點關(guān)注以下問題，主要分析如下：
首先，隨著直流側(cè)并聯(lián)電池簇數(shù)量的提升，由目前的8~10簇提升到12簇，直流側(cè)短路電流將繼續(xù)增大，相對交流，直流短路電流滅弧難度較大，在儲能單元直流側(cè)發(fā)生短路時對直流側(cè)設(shè)備選型提出考驗，短路電流已超過現(xiàn)有直流斷路器的開斷能力，采用直流熔斷器作為直流側(cè)保護開斷設(shè)備將是必然選擇，同時，需重點考慮直流側(cè)開關(guān)設(shè)備的短路電流耐受能力。
其次，電池簇并聯(lián)數(shù)量的提升，環(huán)流問題將會加劇，由于5MWh+儲能設(shè)備普遍一般采用集中式拓撲，電池簇在直流側(cè)母線直接并聯(lián)，環(huán)流問題將會帶來全壽命周期性能的下降，甚至安全問題，因此，如何通過提升電池的一致性和電池簇間的均衡能力將至關(guān)重要。
再次，隨著電池及電池艙能量密度的提升，散熱問題將會凸出，電池艙普遍采用間接式液冷熱管理方式，通過乙二醇水溶液流經(jīng)電池PACK底部冷板對電芯進行換熱，如何提升電芯的散熱性能和溫度均衡能力至關(guān)重要，例如，增加電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度，增加液冷機組的制冷效率等。
從次，消防安全仍是重中之重，隨著能量密度的提升，消防安全問題需提高重視。液冷PACK由于防護等級比較高，普遍達到IP67及以上，隨著國標《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》（GB/T42288-2022）的正式實施，采用PACK級消防方式將是必然選擇，同時，需進一步提高探測器探測精度、可靠性和消防系統(tǒng)聯(lián)動措施。
最后，需考慮艙體結(jié)構(gòu)的防火防爆設(shè)計及整站的防火隔離，目前，液冷電池艙均采用非步入式設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需考慮電芯-電池模塊-電池簇-艙體的防火防爆設(shè)計，如電池簇間的隔板需滿足一定的耐火時間要求，艙體設(shè)置泄爆口等，從而減少事故范圍的擴大。在整站的布局上，需結(jié)合防火分區(qū)、電氣接線、運維等合理劃分儲能區(qū)域，通過設(shè)置防火距離或防火墻等方式劃分防火區(qū)域。
總之，5MWh+儲能時代即將來臨，在產(chǎn)業(yè)鏈競爭日趨激烈、同質(zhì)化嚴重的背景下，行業(yè)仍需關(guān)注產(chǎn)品的本質(zhì)， 即價格、性能和安全缺一不可，從產(chǎn)品制造、工程設(shè)計、施工調(diào)試等環(huán)節(jié)開展嚴謹科學(xué)的分析，為即將到來的工程規(guī)?；瘧?yīng)用做好萬全準備。
